湖南零下-90℃度低溫冰箱定制
時(shí)效處理就是釋放焊接應(yīng)力、鑄造應(yīng)力、機(jī)械加工應(yīng)力的一種處理方法。 有自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種:自然時(shí)效是將鑄件或焊接件,置于露天場(chǎng)地風(fēng)吹、雨淋、日曬,半年以上,便其緩緩地釋放因焊接、鑄造產(chǎn)生的應(yīng)力,從而使殘余應(yīng)力消除或減少,如機(jī)床的床身零件。人工時(shí)效是將鑄件加熱到550~650℃進(jìn)行去應(yīng)力退火,它比自然時(shí)效節(jié)省時(shí)間,重要零件換可進(jìn)行二次人工時(shí)效,殘余應(yīng)力去除較為徹底而且時(shí)間短,可人為控制。
低溫時(shí)效:是將工件加熱到100一150 ℃,保溫較長(zhǎng)時(shí)間(約5—20h),低溫時(shí)效實(shí)際就是低溫補(bǔ)充回火,主要用于改變鋁合金的性能,航空上鋁合金件用得較多;還有一些合金材料也采用 低溫時(shí)效。
金屬熱處理的作用:
1、改善工藝性能。
例如,在機(jī)械加工之前常需進(jìn)行退火處理,以調(diào)整硬度,改善冷加工性能;對(duì)于高碳鋼工具來(lái)說(shuō),為了改善其機(jī)加工性能,往往要進(jìn)行正火和球化退火處理;對(duì)于某些存在較嚴(yán)重成分偏析的鑄錠,在熱處理之前還需進(jìn)行均化退火。
2、改善材料或工件的使用性能。
例如,對(duì)齒輪如果采用正確的熱處理工藝,使用壽命可以比不經(jīng)熱處理的齒輪成幾倍或幾十倍地提高;低碳鋼通過(guò)滲入某些合金元素可以得到“外強(qiáng)內(nèi)韌”的性能;白口鑄鐵經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵,塑性提高很多。
熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過(guò)程,有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過(guò)程。
金屬熱處理大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類。
根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同又可分為若干種不同的熱處理工藝。
整體熱處理:
整體熱處理是對(duì)工件的整體進(jìn)行加熱,在保溫足夠長(zhǎng)時(shí)間后,以適當(dāng)?shù)乃俣冗M(jìn)行冷卻,通過(guò)組織的變化,以改變工件的整體力學(xué)性能的熱處理方法。對(duì)鋼鐵材料來(lái)說(shuō),整體熱處理又可以分為退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。
表面熱處理:
表面熱處理是只對(duì)工件表層進(jìn)行加熱,以改變工件表層力學(xué)性能的熱處理方法。表面熱處理的主要方法有火焰加熱表面淬火和感應(yīng)加熱表面淬火,常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流、激光和電子束等。
(表面淬火:利用高頻感應(yīng)電流,將鋼件表面迅速加熱,然后立即噴水使其快速冷卻。表面淬火的目的是使零件表面得到高硬度和耐磨性,而心部保持高的韌性和疲勞極限。高頻表面淬火一般不宜用與薄壁零件,以免淬透。)
化學(xué)熱處理:
化學(xué)熱處理是通過(guò)改變工件表層的化學(xué)成分,從而控制表面層組織結(jié)構(gòu)和性能的熱處理方法。化學(xué)熱處理于表面熱處理不同之處是前者改變了工件表層的化學(xué)成分。常用的化學(xué)熱處理方法有滲碳、滲氮、碳氮共滲和滲各種金屬等。
退火(燜火):
將鋼件加熱到臨界溫度(一般是710~750℃,有些合金鋼達(dá)到800~900℃)以上20~30℃,保溫一定時(shí)間后,緩慢冷卻,通過(guò)相變以獲得珠光體型組織,或不發(fā)生相變以消除應(yīng)力、降低硬度的一種熱處理。
作用和應(yīng)用:
1、降低硬度,提高塑性,改善切削加工性能和壓力加工性能(對(duì)于不存在珠光體型轉(zhuǎn)變的某些高合金鋼,不能采用退火來(lái)軟化,而要用正火后高溫回火來(lái)降低硬度,此時(shí)高溫活活屬于不發(fā)生相變的退火)
2、細(xì)化晶粒,調(diào)整組織(減少組織不均勻性)(限于有相變的退火),改善力學(xué)性能,為下一步工序作準(zhǔn)備
3、消除鑄、鍛、焊、軋、冷加工等所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。
正火又稱?;?br />
將鋼件加熱到臨界溫度以上30~50℃,保溫一定時(shí)間,然后以稍大于退火的冷卻速度(冷卻速度比退火快,加熱和保溫的時(shí)間一樣),冷卻下來(lái),如空冷、風(fēng)冷、噴霧等,得到片層間距很小的珠光體組織(有的叫正火索氏體)。
退火又分為:完全退火、不完全退火、等溫退火、去應(yīng)力退火和再結(jié)晶退火。
作用和應(yīng)用:
正火的目的與退火相似。(正火目的:使組織細(xì)化,增加強(qiáng)度和韌性,減少內(nèi)應(yīng)力,改善切削性能和用來(lái)處理不重要的低碳鋼及中碳鋼構(gòu)件和滲碳零件)具體應(yīng)用如下:
1、用于含碳量低于0.25%的低碳鋼工件,以代替退火,有利于鋼的切削加工。(此時(shí)的正火通稱高溫正火)
2、用于消除過(guò)共析鋼種的網(wǎng)狀滲碳體,以利球化退火。對(duì)于截面尺寸較大的過(guò)共析鋼,應(yīng)避免采用正火處理。
3、對(duì)某些大型重型鋼件以及形狀復(fù)雜,截面有急劇變化的鋼件應(yīng)用正火處理來(lái)代替淬火處理,以免發(fā)生嚴(yán)重變形或開(kāi)裂。
4、對(duì)于含碳量在0.25%~0.5%范圍內(nèi)的中碳鋼,如35、45鋼也適于用正火代替退火,但對(duì)同樣含碳量的合金鋼如5CrMnMo、38CrMoAl等合金鋼在正火后還需進(jìn)行去應(yīng)力退火。
5、對(duì)于性能要求不高的普通結(jié)構(gòu)零件,可以用正火作為最終熱處理,來(lái)提高力學(xué)性能。
淬火又稱硬化:
將鋼件加熱到相變溫度以上(臨界溫度以上30~50℃),保溫一定時(shí)間,然后快速冷(在水、鹽水或油中(個(gè)別材料再空氣中)冷卻)下來(lái)的一種熱處理方法。
作用和應(yīng)用:
1、提高硬度和耐磨性。
2、淬火加中或高溫回火以獲得良好的綜合力學(xué)性能。
應(yīng)根據(jù)淬火零件的材料、形狀、尺寸和所要求的力學(xué)性能的不同,采用不同的淬火方法。
如果工件只需局部提高硬度,則可進(jìn)行局部淬火,以免工件其他部分產(chǎn)生變形和開(kāi)裂。
注:中碳鋼淬火時(shí)會(huì)引起內(nèi)應(yīng)力,使鋼變脆,所以淬火后必須回火才能同時(shí)得到高強(qiáng)度和高韌性。
回火:
將淬火后的工件重新加熱到一定溫度(臨界溫度以下),保溫一段時(shí)間,然后取出以一定方式冷卻(空氣或水、油中冷卻)下來(lái)。
回火有分為:低溫回火(一般加熱溫度在150~250℃)、中溫回火(在250~450℃)和高溫回火(450~720℃)。
作用和應(yīng)用:
1、降低(消除)淬火后的脆性,消除內(nèi)應(yīng)力,減少工件的變形和開(kāi)裂。
2、調(diào)整硬度(適當(dāng)降低硬度和強(qiáng)度),提高塑性和韌性,獲得工件所要求的力學(xué)性能。
3、穩(wěn)定工件尺寸。
注:調(diào)質(zhì)
將鋼件加熱到比淬火時(shí)稍高一些的溫度,保溫后進(jìn)行淬火,然后進(jìn)行高溫回火。
(淬火后高溫回火稱為調(diào)質(zhì)),可得強(qiáng)度高、塑性、韌性都較好得綜合力學(xué)性能,并可使某些具有二次硬化作用得高合金鋼(如高速鋼)二次硬化,其缺點(diǎn)是工藝較復(fù)雜,在提高塑性、韌性同時(shí),強(qiáng)度、硬度有所降低。
時(shí)效處理:
高溫時(shí)效:加熱到略低于高溫回火得溫度,保溫后緩冷到300℃以下出爐。
低溫時(shí)效:將工件加熱到100~150℃,長(zhǎng)時(shí)間(約5~20h)保溫后冷卻。
作用和應(yīng)用:
時(shí)效的目的是使淬火后的工件進(jìn)一步消除內(nèi)應(yīng)力,穩(wěn)定工件尺寸。
時(shí)效常用來(lái)處理要求形狀不再發(fā)生變形的精密工件,如精密軸承,精密絲杠、床身、箱體等。
低溫時(shí)效實(shí)際就是低溫補(bǔ)充回火。
滲碳:
將低碳鋼件(一般含碳量為0.15%~0.25%)放在大量含碳的固體(木炭、碳酸鋇等)、液體(碳酸鈉等)或氣體(甲烷等)介質(zhì)中,加熱到850~950℃,保溫一定時(shí)間,使碳擴(kuò)散到鋼件的表面層內(nèi),則表面的含碳量可達(dá)0.8~1.2%,經(jīng)淬火后鋼件的表面硬度可以提高,并能提高疲勞極限及耐磨性,而使心部保持一定的韌性和塑性。
滲碳深度隨零件的具體尺寸及工作條件的要求而定,太薄易引起表面疲勞剝落,太厚則受不起沖擊,一般常采用0.5~0.25mm??砂摧d荷情況近似參考下列數(shù)值(要求耐磨性大):
載荷低:滲碳層深度<0.5mm;
載荷較大:滲碳層深度0.5~1.0mm;
載荷重:滲碳層深度1.0~1.5mm;
載荷超重:滲碳層深度>1.5mm。
滲碳層表面硬度應(yīng)不低于56HRC,對(duì)于用合金鋼制造的重要零件應(yīng)不低于60HRC。
為了保證滲碳后零件的性能,滲碳層的含碳量好在0.85%~1.05%。
模數(shù)大于4mm,齒寬大于直徑的重負(fù)荷圓柱齒輪和圓弧齒輪,或模數(shù)5~8mm的重負(fù)荷直齒錐齒輪、弧齒錐齒輪等,因?yàn)楸砻娲慊鸩荒塬@得均勻分布的淬透層,而采用滲碳淬火。
氮化:
將鋼件放在含有氮的介質(zhì)或利用氨氣加熱分解的氨氣中,加熱到500~620℃,持續(xù)保溫相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間(一般需要20~50h),氨擴(kuò)散滲入到鋼的表層內(nèi)。使鋼的表面硬度大大提高,并能提高鋼件表層的耐磨性和疲勞極限及抗蝕能力。
滲氮層厚度根據(jù)滲氮工藝性和使用性能,一般不超過(guò)0.6~0.7mm。
氰化(碳氮共滲):
將鋼件放在含有氰鹽或氰根的活性介質(zhì)中,加熱到500~600℃(低溫氰化)、800~870℃(中溫氰化)或900~950℃(高溫氰化),保溫一定時(shí)間使碳與氮同時(shí)擴(kuò)散滲入到鋼件表層內(nèi)。可以大大提高鋼的表面硬度,提高表層的耐磨性和疲勞極限,并保持鋼件心部的塑性和韌性。
注:
低溫氰化以滲氮為主,主要是為了提高合金工具鋼、高速鋼制工具、刀具的熱硬性、耐磨性,這種碳氮共滲的結(jié)果與滲氮相似,共滲層深度可達(dá)0.02~0.06mm。
中溫氰化主要適用于一般承受壓力不很大而受磨損的中碳結(jié)構(gòu)鋼零件,共滲層深度,一般為0.3~0.8mm。
高溫氰化主要以滲碳為主,主要用于承受壓力很大的中碳鋼及合金鋼的小型結(jié)構(gòu)零件,也可用于低碳鋼件代替滲碳,能獲得1~2mm的共滲層,中溫和高溫碳氮共滲用于提高表面硬度、耐磨性和抗疲勞性能。
氣體碳氮共滲已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、拖拉機(jī)齒輪及各種標(biāo)準(zhǔn)件的表面強(qiáng)化處理。汽車(chē)調(diào)質(zhì)鋼齒輪共滲深度:輕型汽車(chē)0.15~0.25mm;載重汽車(chē)0.25~0.35mm。
液體碳氮共滲有劇毒;共滲后,還需淬火和低溫回火。
附:
熱處理工藝在金屬加工工序中的安排原則:
退火與正火:
屬于毛坯預(yù)備性熱處理,應(yīng)安排在機(jī)械加工之前。
時(shí)效:
為了消除殘余應(yīng)力,對(duì)于尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件,需在粗加工前、后各安排一次時(shí)效處理;對(duì)于一般鑄件在鑄造后或粗加工后安排一次時(shí)效處理;對(duì)于精度要求高的鑄件,在半精加工前、后各安排一次時(shí)效處理;對(duì)于精度高、剛度差的零件,在粗車(chē)、粗磨、半精磨后各安排一次時(shí)效處理。
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